Influence of Vibration Frequency on Ultrasonic Tactile Displays

人の触覚のひとつ皮膚感覚を提示するデバイス「皮膚感覚ディスプレイ」であって，プレート形超音波振動子表面での摩擦制御を利用しているものを対象としている．本研究では，埼玉大学チームが15 MHzより周波数を下げていき，リール大学チームの協力を得て30 kHzより周波数を上げていくアプローチをとっている．超音波皮膚感覚ディスプレイを開発する際の超音波周波数選択の指標のためのデータベース構築を目指している．前者のアプローチでは，リン青銅板にPZTプレートを接着した振動子を製作している．サイドエフェクトであるクリック感の提示について引き続き検討した．板の支持位置の対称性を無くすことで，200～300Hzの帯域に複数の振動モードを持たせることができた．電圧を印加する圧電素子と周波数を選択することで，板全体でクリック感を提示できるようになった．後者のアプローチでは，2019年度に圧電セラミクス板で800 kHz近傍に共振周波数を持つことを見いだした．このモードを積極的に利用するために，表面電極をパターニングすることで，Q値を高めて目的とする振動モードを効率良く励振できることを見いだした．一方，伝搬してる振動の正確なモードについての検討が不足していたため，異なるサイズの圧電セラミクス板を用意し，振動の分布と周波数を比較することで振動モードの同定を行っている．皮膚感覚提示において，摩擦係数の変化を利用しているため，垂直抗力，つまりデバイスとの接触圧力によって触感が異なることが考えられる．このことを検討するために，前年度に開発した，接触圧力（指での押下力）を測定・管理できるようなシステムを用いて実験を行い，制御パラメータが同じでも接触圧力の違いにより受容される感覚が異なることを見いだした．

人の触覚のひとつ皮膚感覚を提示するデバイス「皮膚感覚ディスプレイ」であって，プレート形超音波振動子表面での摩擦制御を利用しているものを対象としている．本研究では，埼玉大学チームが15 MHzより周波数を下げていき，リール大学チームの協力を得て30 kHzより周波数を上げていくアプローチをとっている．超音波皮膚感覚ディスプレイを開発する際の超音波周波数選択の指標のためのデータベース構築を目指している．前者のアプローチでは，リン青銅板にPZTプレートを接着した振動子を製作している．サイドエフェクトであるクリック感の提示について引き続き検討した．板の支持位置の対称性を無くすことで，200～300Hzの帯域に複数の振動モードを持たせることができた．電圧を印加する圧電素子と周波数を選択することで，板全体でクリック感を提示できるようになった．後者のアプローチでは，2019年度に圧電セラミクス板で800 kHz近傍に共振周波数を持つことを見いだした．このモードを積極的に利用するために，表面電極をパターニングすることで，Q値を高めて目的とする振動モードを効率良く励振できることを見いだした．一方，伝搬してる振動の正確なモードについての検討が不足していたため，異なるサイズの圧電セラミクス板を用意し，振動の分布と周波数を比較することで振動モードの同定を行っている．皮膚感覚提示において，摩擦係数の変化を利用しているため，垂直抗力，つまりデバイスとの接触圧力によって触感が異なることが考えられる．このことを検討するために，前年度に開発した，接触圧力（指での押下力）を測定・管理できるようなシステムを用いて実験を行い，制御パラメータが同じでも接触圧力の違いにより受容される感覚が異なることを見いだした．